Czy przełącznik kontekstowy występuje w systemie, którego gotowa kolejka ma tylko jeden proces i która używa planowania cyklicznego?

Question

Czy przełącznik kontekstowy występuje w systemie, którego gotowa kolejka ma tylko jeden proces i która używa planowania cyklicznego?

Załóżmy, że aktualna seria procesorów pojedynczego procesu obejmuje więcej niż jeden wycinek algorytmu rundy-robin.

Moje rozumowanie jest jak poniżej

Kroki, które mogą mieć miejsce, gdy nastąpi przerwanie timera w typowym przypadku są

1. Przerwanie występuje. Przełącznik trybu jądra
2. OS zapisuje bieżący kontekst do PCB (z wyjątkiem rejestrów stanu procesu i informacje o pamięci zarządzania bieżącego procesu)
3. wykonywać wiele architektury specyficzne operacje, w tym uderzenia gorąca danych i pamięci podręczne instrukcji i TLB-tych.
4. Put bieżący proces do gotowego kolejce
5. Wybierz nowy proces do wykonania
6. kontekst ładunek z PCB tego procesu
7. Przełącz do trybu użytkownika. Rozpocznij wykonywanie nowego procesu

Teraz myślę, że system operacyjny może równie dobrze sprawdzić gotową kolejkę i sprawdzić, czy są inne procesy. Jeśli nie ma żadnych, nie ma potrzeby zmiany kontekstu. Tak więc obsługa przerwań czasowych będzie wymagać przełączenia między trybem użytkownika i trybem jądra, sprawdzeniem gotowości Q i powrotem do trybu użytkownika w celu wznowienia wykonywania procesu.

Czy tak się dzieje? Czy ma miejsce właściwa zmiana kontekstu polegająca na niepotrzebnym oszczędzaniu obecnego stanu samotnego procesu i przywracaniu tego samego?

Jeśli to się wydarzy, czy jest jakiś szczególny powód?

To zamieszanie pojawiło się z powodu pytania w dokumencie egzaminacyjnym dotyczącym obliczenia czasu spędzonego w zmianie kontekstu w takiej sytuacji. Podana odpowiedź oznacza, że ​​mają miejsce przełączniki kontekstu.

Mam nadzieję, że ludzie, którzy zajrzeli do kodu jądra, będą w stanie to sprawdzić. Tak więc to pytanie na stackoverflow.

Answer 1

Poniższy kod z Linux Kernel wyjaśni wątpliwości. W różnych momentach jądro wywoła program planujący, aby wybrać nowy proces do uruchomienia. Ale może się okazać, że program planujący nie znajdzie innego zadania oprócz aktualnie uruchomionego zadania. W takim przypadku program planujący nie podejmie "przełącznika kontekstu", a raczej po prostu nie zwraca nic.

Na przykład, dam ci kod z jądrem Linux

......... 
    if (likely(prev != next)) {<-- if next and current are same, then no context switch 
      sched_info_switch(prev, next); 
      perf_event_task_sched_out(prev, next); 

      rq->nr_switches++; 
      rq->curr = next; 
      ++*switch_count; 

      context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */ 
      /* 
      * The context switch have flipped the stack from under us 
      * and restored the local variables which were saved when 
      * this task called schedule() in the past. prev == current 
      * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq. 
      */ 
      cpu = smp_processor_id(); 
      rq = cpu_rq(cpu); 
    } else { 
    ............